一種新型全金屬外殼封裝晶閘管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及晶閘管技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型大功率全金屬外殼封裝晶閘管。
【背景技術(shù)】
[0002]大功率晶閘管作為一種開關(guān)型的電子元件，可以在高電壓大電流的場合使用。目前大功率晶閘管已廣泛用于直流輸電、智能電網(wǎng)、電力變流器、無觸點(diǎn)開關(guān)等領(lǐng)域，前景廣闊，發(fā)展空間巨大。由于大功率晶閘管本身具有一定的壓降，因此當(dāng)電流流過時(shí)會(huì)存在一定的損耗，電流越大，損耗就越大。大功率晶閘管芯片產(chǎn)生損耗時(shí)，器件的溫度會(huì)隨之升高，而溫度升高對器件的特性會(huì)產(chǎn)生不利的影響。而且當(dāng)溫度高過一定的值，器件將失效。因此，在大功率晶閘管使用時(shí)，通過加強(qiáng)其元件內(nèi)部散熱良好外，再外加風(fēng)冷或水冷散熱器將其熱量帶走是目前比較通用和有效的方法。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的電力半導(dǎo)體散熱器有多種。從冷卻方法上分可以分為風(fēng)冷和水冷兩種，風(fēng)冷散熱器一般有鋁型材和熱管散熱器，在工作時(shí)一般需要配風(fēng)機(jī)，體積較大。水冷散熱器一般用于功率較大的場合，體積較小，散熱功率較高，可多只串聯(lián)使用，但需要配置冷卻系統(tǒng)。例如在HVDC直流輸電中均使用水冷散熱系統(tǒng)。
[0004]現(xiàn)有散熱器的設(shè)計(jì)及工藝較為成熟，但現(xiàn)有技術(shù)的散熱器和大功率晶閘管都是分開設(shè)計(jì)。在使用時(shí)散熱器和大功率晶閘管都是單獨(dú)的個(gè)體，通過機(jī)械壓裝緊固的方式將兩個(gè)散熱器分別壓接在晶閘管的陽極面和陰極面。市場目前的晶閘管是沿用60、70年代引進(jìn)的生產(chǎn)工藝:陶瓷絕緣加銅塊導(dǎo)電燒結(jié)而成，散熱性能不佳，而改進(jìn)后采用全金屬外殼加上最新的石墨烯絕緣材料，大大的提高大功率晶閘管的散熱性能，經(jīng)測試散熱效果較之前提高10%以上。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種大功率晶閘管器件自身散熱性更好，制作更簡單，使用壽命更長，性能更高并且耐電壓性能更強(qiáng)的新型大功率晶閘管。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種新型全金屬外殼封裝晶閘管，包括絕緣套圈、陽極面導(dǎo)電塊、芯片以及陰極面外殼，絕緣套圈外罩陰極面外殼，陽極面導(dǎo)電塊和陰極面外殼之間間隔空間用石墨烯復(fù)合絕緣膠灌注封裝進(jìn)行隔離絕緣，陽極面導(dǎo)電塊連接芯片陽極面，芯片陰極面連接陰極面外殼，晶閘管芯片內(nèi)設(shè)有四層PN結(jié)，PN結(jié)通過光刻、腐蝕等工藝制成。
[0008]作為上述技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣套圈為環(huán)形結(jié)構(gòu)。
[0009]作為上述技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述晶閘管芯片四層PN結(jié)材料全部采用硅材料。
[0010]作為上述技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述芯片由鉬片、硅片燒結(jié)成型后芯片陰極面再次燒結(jié)石墨烯導(dǎo)電材料制成。
[0011]作為上述技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)，所述陽極面導(dǎo)電塊和陰極面外殼之間間隔空間用石墨烯復(fù)合絕緣膠灌注封裝進(jìn)行隔離絕緣。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:散熱性提高10%以上，制作更簡單，使用壽命更長，性能更高并且耐電壓性能更強(qiáng)。
【附圖說明】
[0013I圖1為絕緣套圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為陽極面導(dǎo)電塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為陰極面外殼的俯視圖。
[0017]圖5為陰極面外殼的主視圖。
[0018]圖6為本實(shí)用性型的結(jié)構(gòu)爆炸圖。
[0019]圖中:卜絕緣套圈、2-陽極面導(dǎo)電塊、3-芯片、4-陰極面外殼。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0021]—種新型全金屬外殼封裝晶閘管，包括絕緣套圈1、陽極面導(dǎo)電塊2、芯片3以及陰極面外殼4，絕緣套圈I為環(huán)形結(jié)構(gòu)，絕緣套圈I外罩陰極面外殼4、陽極面導(dǎo)電塊4和陰極面外殼I之間間隔空間用石墨烯復(fù)合絕緣膠灌注封裝來隔離兩極，陽極面導(dǎo)電塊2連接芯片3陽極面，芯片3陰極面連接陰極面外殼4，芯片3內(nèi)設(shè)有四層PN結(jié)，PN結(jié)通過光刻、腐蝕等工藝制成。
[0022]本實(shí)用新型中頻頻率為2000-4000-8000/秒開關(guān)，絕緣套圈I采用石墨烯復(fù)合絕緣材料，PN結(jié)全部采用硅材料制成，散熱性更好，制作更簡單，使用壽命更長，性能更高并且耐電壓性能更強(qiáng)。
[0023]以上所述僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的實(shí)施方式及保護(hù)范圍，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，應(yīng)當(dāng)能夠意識到凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及圖示內(nèi)容作出的等同替換和顯而易見的變化所得到的方案，均應(yīng)當(dāng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型全金屬外殼封裝晶閘管，包括絕緣套圈、陽極面導(dǎo)電塊、芯片以及陰極面外殼，其特征在于，絕緣套圈外罩陰極面外殼，陽極面導(dǎo)電塊和陰極面外殼之間間隔空間用石墨烯復(fù)合絕緣膠灌注封裝進(jìn)行隔離，陽極面導(dǎo)電塊連接芯片陽極面，芯片陰極面連接陰極面外殼，芯片內(nèi)設(shè)有四層PN結(jié)，PN結(jié)通過光刻和腐蝕工藝制成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型全金屬外殼封裝晶閘管，其特征在于，所述絕緣套圈為環(huán)形結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型全金屬外殼封裝晶閘管，其特征在于，所述四層PN結(jié)材料全部采用娃材料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型全金屬外殼封裝晶閘管，其特征在于，所述芯片由鉬片、硅片燒結(jié)成型后芯片陰極面再次燒結(jié)石墨烯導(dǎo)電材料制成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型全金屬外殼封裝晶閘管，其特征在于，所述陽極面導(dǎo)電塊和陰極面外殼之間間隔空間用石墨烯復(fù)合絕緣膠灌注封裝進(jìn)行隔離絕緣。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種新型全金屬外殼封裝晶閘管，包括絕緣套圈、陽極面導(dǎo)電塊、芯片以及陰極面外殼，芯片由鋁片、硅片燒結(jié)成型后芯片陰極面再次燒結(jié)石墨烯導(dǎo)電材料制成，絕緣套圈外罩陰極面外殼、陽極面導(dǎo)電塊和陰極面外殼之間間隔空間用石墨烯復(fù)合絕緣膠灌注封裝進(jìn)行隔離，陽極面導(dǎo)電塊連接芯片陽極面，芯片陰極面連接陰極面外殼，芯片內(nèi)設(shè)有四層PN結(jié)，PN結(jié)通過光刻、腐蝕等工藝制成。相對現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型采用全金屬外殼封裝，散熱性提高10％以上。制作工藝更簡單，使用壽命更長，性能更高并且耐電壓性能更強(qiáng)。
【IPC分類】H01L23/373, H01L23/29
【公開號】CN205177810
【申請?zhí)枴緾N201520942721
【發(fā)明人】沈梅香
【申請人】沈梅香
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月19日